Základním stavebním prvkem sekvenční logiky je klopný obvod. Klopných obvodů je několik druhů. Ale předmětem tohoto článku jsou pouze modifikace obvodu RS.

Klopný obvod RS, nebo chcete-li R-S, má ve svém základním provedení dva vstupy, a to vstup S (SET) a R (RESET), česky bychom řekli nastavení a nulování. Vstupem SET nastavíme na výstup klopného obvodu, dále jen KO, logickou jedničku a vstupem RESET logickou nulu. Obvod si námi zadaný stav pamatuje, a to tak dlouho dokud není námi změněn. Nepočítám do toho třeba výpadky napájecího napětí. Podobné nepředvídatelné okolnosti (poruchy) nebudu dále předpokládat.

Blokové schéma KO RS

Klopný obvod RS může být vytvořen několika způsoby a z různých hradel a podle toho se také chová. Rozlišuje především klopné obvody z hradel NOR a NAND.

Klopný obvod RS z hradel NAND

Tabulka obvodu RS z hradel NAND

Klopný obvod RS z hradel NOR

Tabulka obvodu RS z hradel NOR

Nyní tedy k popisu. Klopné obvody RS mají zavedenu stoprocentní stejnosměrnou zpětnou vazbu. A to z výstupu jednoho hradla na vstup hradla druhého. Jejich vstupy jsou označeny jako R a S a výstupy jako Q a Q s čarou (dále Q non). Výstup Q non je k výstupu Q inverzní. To platí kromě zakázaného stavu, ve kterém jsou oba výstupy ve stavu stejném a log. 1 pro NAND a log 0 pro NOR.

KO z hradel NAND je ve výchozím stavu, když je na obou vstupech log 1. Pokud na SET přivedeme log 0. Hradlo se překlopí tak, že na výstupu Q bude log 0. Pokud tam již log. 0 byl, potom obvod v tomto stavu zůstane. Pokud se vrátíme do výchozího stavu, tak informace, která byla na výstupech, na nich zůstane i nadále. A to tak dlouho, dokud nepřivedeme log. 0 na RESET, potom se hradlo překlopí a výstupní informace se změní. Obdobně tomu je i u KO s hradly NOR. Pouze je zaměněn stav výchozí. V něm jsou zde oba vývody v log 0. A zakázaný stav je, když je na obou vstupech log 1.

Z předchozího odstavce tedy vidíte, že obvody RS jsou opravdu schopny zapamatovat si informaci, podle které se potom odvíjí stav době Q_n+1, Q_n+2 atd. Tím máme splněnu podmínku, že sekvenční obvod má paměť. A jak vidíte, realizování jednoduché paměti není moc složité.

KO RST

Klopný obvod RST je narozdíl od obvodu RS, který je asynchronní, obvodem synchronním. Synchronizaci obvodu se zbytkem zajišťuje takzvaný hodinový signál. Obvod je aktivní, pouze když je na vstupu T log. 1. Na vstup T je přiváděn obdélníkový signál. Ale o hodinových signálech se budeme více bavit později. Když je na vstupu T log 1., obvod běžně pracuje, ale pokud je na vstupu log. 0, tak obvod ignoruje vstupní signály RESET a SET a na výstupu je poslední hodnota, která tam byla, když byl signál T v log. 1.